Вчені впіймали світло у пастку, тоншу за людську волосину

Вчені змогли утримати інфрачервоне світло в структурі товщиною лише 42 нанометри — це приблизно у 2000 разів тонше за людську волосину. Такий рівень контролю над світлом раніше вважався вкрай складним.

Як це вдалося

Дослідження провела команда з Варшавського університету. Вони створили надтонку решітку з матеріалу молібден диселеніду (MoSe₂) — сполуки, яка здатна сильно «гальмувати» світло завдяки високому показнику заломлення.

Щоб досягти результату, вчені використали метод молекулярно-променевої епітаксії — фактично «друк» матеріалу на атомному рівні. Після цього в шарі вирізали мікроскопічні смуги, менші за довжину хвилі інфрачервоного світла.

Фізичний трюк, без якого це не працює

Ключем став ефект так званого «зв’язаного стану в континуумі» (BIC). Він дозволяє світлу залишатися замкненим усередині матеріалу, навіть якщо поряд є хвилі, які можуть вільно поширюватися.

Читайте також: Фізики щойно відкрили абсолютно нове атомне ядро

Простіше кажучи, світло ніби «застрягає» в пастці, хоча фізично нічого його не блокує.

Що це означає для технологій

Контроль світла на таких масштабах — критично важливий для розвитку оптичних обчислень. Ідея проста: замість електронів у чипах використовувати фотони.

Це потенційно означає:

значно вищу швидкість обробки даних
менше тепловиділення
компактніші пристрої

Поки що це лише лабораторний результат, але він демонструє, що маніпулювати світлом на ультрамалих масштабах реально.

Чому це складно масштабувати

Матеріал MoSe₂ важко виробляти без дефектів. У цьому експерименті поверхню навіть доводилося додатково полірувати, щоб прибрати нерівності.

Також технологія потребує надзвичайної точності — будь-яке відхилення може зруйнувати ефект утримання світла.

Що далі

MoSe₂ належить до родини двовимірних матеріалів (TMD), які активно досліджуються. Вчені очікують, що з часом навчаться стабільно їх виробляти та використовувати у фотонних пристроях.

Читайте також: Аномалії в русі подвійних зірок "порушують" прийняту теорію гравітації

Це відкриває шлях до нових типів лазерів, метаповерхонь і навіть процесорів, що працюють на світлі.

Чому це важливо

Сучасна електроніка впирається в фізичні обмеження — транзистори вже майже досягли меж мініатюризації. Світло може стати альтернативою, яка дозволить обійти ці обмеження.

Цей експеримент — один із перших реальних кроків у цьому напрямку.